一种表面等离子体效应光催化材料Bi-Bi2WO6/g-C3N4@Gr及在油墨废水中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种表面等离子体效应光催化材料Bi

【技术实现步骤摘要】
一种表面等离子体效应光催化材料Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr及在油墨废水中的应用


[0001]本专利技术属于光催化材料降解油墨废水
，涉及一种表面等离子体效应光催化材料Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr及在油墨废水中的应用。

技术介绍

[0002]油墨在生产和应用过程中产生的油墨废水以及印刷企业在清洗各类印刷设备中产生的油墨清洗废水中均含有大量水溶性树脂类连接剂、助剂、醇基类化合物及染料等物质，具有高COD、高色度、难生物降解等特点，处理难度大。并且通常采用的混凝超滤并联合生化法的处理工艺，处理成本高，COD去除率低以及稳定性差，因此需对各类型油墨废水深度处理进行更加深入的研究，找到行之有效的处理工艺和方法。
[0003]光催化氧化技术作为一种新型高级氧化技术，具备反应条件温和、处理彻底和不产生二次污染的优势，使其近年来在污水处理领域中俨然成为一个重要研究方向。TiO2作为当前降解油墨废水的主要的光催化材料，它的禁带较宽(约3.2eV)，限制了对可见光的利用。因此，开发高效的光催化剂成为光催化降解油墨废水的必然需求。
[0004]本专利技术提出一种新型高性能光催化降解纳米材料Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr，通过调节复合材料表面Bi纳米颗粒尺寸和形貌以及与Bi2WO6能级结构的匹配度，有效利用Bi纳米颗粒的表面等离子体效应提升可见光吸收性能，并提升复合材料中载流子产率和分离、传输效率。该表面等离子体效应光催化材料Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr的分散性好，是一种高效低耗的光催化剂，在油墨废水处理中具有一定的应用价值。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术目的在于提供一种表面等离子体效应光催化材料Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr，并应用于油墨废水的高效处理中。
[0006]为达上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种表面等离子体效应光催化材料Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr，其制备方法包括以下步骤：
[0008](a)将5g三聚氰胺放入坩埚中,在马弗炉中按2.8℃/min的升温程序加热到550℃，保温4h得到黄色的石墨相氮化碳(g
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C3N4)；
[0009](b)将1.78g步骤(a)所得的g
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C3N4和0.44g石墨烯加入30mL去离子水中搅拌，然后缓慢加入30mL乙醇不断搅拌，将产物用去离子水反复清洗，离心、烘干得到C3N4@Gr；
[0010](c)将1.52g步骤(b)所得的C3N4@Gr、0.76g Bi(NO3)3、0.25gNa2WO4加至60mL去离子水中并转移到聚四氟乙烯反应釜中，于140
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180℃反应10
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14h，将产物分别经无水乙醇、去离子水反复清洗，离心、烘干得Bi2WO6/g
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C3N4@Gr；
[0011](d)由0.74g步骤(c)所得的Bi2WO6/g
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C3N4@Gr、1.48gBi(NO3)3在60mL加至乙二醇中并转移到聚四氟乙烯反应釜中，于160
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200℃反应6
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14h，将产物分别经无水乙醇、去离子水
反复清洗，过滤、烘干得到表面等离子体效应光催化材料Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr。
[0012]所述一种表面等离子体效应光催化材料Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr，优选的，所述步骤(c)中所述反应温度为160℃，反应时间为12h。
[0013]所述一种表面等离子体效应光催化材料Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr，制备方法步骤(d)中，所述反应温度为180℃，反应时间为10h。
[0014]所述的一种表面等离子体效应光催化材料Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr的应用，可应用于水性油墨、纳米油墨、金属油墨及油墨染料废水的光催化降解。
[0015]所述的一种等离子体效应光催化材料Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr的应用，其特征在于：当复合光催化剂Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr用量为0.4g/L时，油墨污水的催化效果最好，对COD和色度的去除率分别可达97.6％和92.7％，处理后废水COD为144mg/L，色度为34度，可达标排放；经三次循环使用后，对COD和色度的去除率分别可达92.6％和89.7％，处理后废水COD为184mg/L，色度为38度，仍可达标排放。
[0016]本专利技术的有益效果在于：(1)经过工艺调整和载体的诱导作用，使得Bi金属颗粒在复合光催化剂表面形成特殊的微观结构和形貌，有效拓展光吸收范围，形成强烈的表面等离子体效应，并将能量传递给半导体，产生更多载流子；(2)通过Bi、Bi2WO6、g
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C3N4、Gr共同作用，调节带隙，使得Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr的能级结构被优化，更有利于光吸收和载流子分离、传输；(3)在表面等离子体效应与异质结构的协同作用下，Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr对油墨废水降解效果良好。
附图说明
[0017]图1为Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr制备过程各产物的XRD图
[0018]图2为Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr的SEM图
具体实施方式
[0019]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。应当说明的是，下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径可购得。
[0020]实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0021]实施例1
[0022]本实施例提出一种光催化材料g
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C3N4@Gr，具体的，依次进行以下步骤合成所需材料：
[0023](a)将5g三聚氰胺放入坩埚中,在马弗炉中按2.8℃/min的升温程序加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面等离子体效应光催化材料Bi
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Bi2WO6/g
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C3N4@Gr，其特征在于，制备方法包括以下步骤：(a)将5g三聚氰胺放入坩埚中,在马弗炉中按2.8℃/min的升温程序加热到550℃，保温4h得到黄色的石墨相氮化碳(g
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C3N4)；(b)将1.78g步骤(a)所得的g
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C3N4和0.44g石墨烯加入30mL去离子水中搅拌，然后缓慢加入30mL乙醇不断搅拌，将产物用去离子水反复清洗，离心、烘干得到C3N4@Gr；(c)将1.52g步骤(b)所得的C3N4@Gr、0.76g Bi(NO3)3、0.25gNa2WO4加至60mL去离子水中并转移到聚四氟乙烯反应釜中，于140
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180℃反应10
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14h，将产物分别经无水乙醇、去离子水反复清洗，离心、烘干得Bi2WO6/g
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C3N4@Gr；(d)由0.74g步骤(c)所得的Bi2WO6/g
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C3N4@Gr、1.48gBi(NO3)3在60mL加至乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽炜，田波，
申请(专利权)人：浙江锦尚添彩新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：